Aplicación de los métodos QM/MM al estudio de reacciones en medios condensados

Resum

La mayoría de los procesos químicos ocurren en un medio condensado. Baste poner como ejemplo las reacciones bioquímicas que tienen lugar en el interior de los seres vivos. El medio puede influir de forma notable en la reacción que tienen lugar en su seno, por lo que resulta de gran interés el llegar a comprender los mecanismos que usa para hacerlo. El estudio teórico de este tipo de procesos requiere el desarrollo de metodologías propias que permitan por un lado incluir un gran número de átomos y por otro ser lo suficientemente rigurosas como para describir los procesos de rotura y formación de enlaces. Este es el caso de la metodología híbrida QM/MM (Mecánica Cuántica/Mecánica Molecular, en sus siglas inglesas). En esta metodología, el sistema total es divido en dos subsistemas distintos, que interaccionan entre sí, y que son calculado a un nivel de aproximación diferente. En esta tesis hemos puesto a punto metodologías de este tipo para estudiar el efecto que el medio ejerce sobre tres problemas químicos que tienen lugar en diferentes medios condensados. En correcto, los tres problemas tratados han sido: A,- Estudio de la reacción de reducción disociativa del cloruro de metilo en disolución acuosa. Por medio de la metodología híbrida QM/MM se ha estudiado tanto los aspectos energéticos como los aspectos mecanísticos de la disociación que sufre la molécula de cloruro de metilo cuando recibe un electrón en disolución acuosa. B,- Estudio de la reacción catalizada por la enzima Haloalcano Deshalogenasa del organismo Xanthobacter Autotróphicus. Las enzimas son unos extraordinarios catalizadores biológicos, cuyo poder catalítico supera con creces el de cualquier catalizador diseñado por el hombre. En esta tesis se ha realizado el estudio de la reacción de sustitución nucleofílica bimolecular (SN2) que tiene lugar en el interior de la enzima Haloalcano Deshalogenasa. En concreto, usando métodos QM/M